(新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000)

熱處理工藝對(duì)高碳高鉻鋼組織和性能的影響

呂 瑩

(新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000)

本文主要對(duì)熱處理工藝對(duì)高碳高鉻鋼組織和性能的影響進(jìn)行了分析和研究。在經(jīng)過相關(guān)實(shí)驗(yàn)之后可以發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)過了熱處理工藝之后，組織內(nèi)的一些殘余的奧氏體被分解的比較完全，從而轉(zhuǎn)變成為了粒狀珠光體的碳化物。在經(jīng)過高溫固溶處理之后，對(duì)于共晶碳化物的形態(tài)會(huì)有比較大的影響，當(dāng)提高固溶處理溫度的時(shí)候，共晶碳化物的形態(tài)就會(huì)從連續(xù)的網(wǎng)狀轉(zhuǎn)變成為塊狀和桿狀，這樣就會(huì)提高材料的沖擊韌性，而且在經(jīng)過球化處理之后，就會(huì)使得基體內(nèi)析出比較多的二次碳化物，那么材料的硬度也就會(huì)相應(yīng)的提高。

熱處理工藝；高碳高鉻鋼；組織；性能；影響

高鉻鑄鋼球芯復(fù)合軋輥的耐磨性能較高，而且抗熱裂性能也較好，所以現(xiàn)在已經(jīng)成為了中厚板粗軋工作輥以及熱軋機(jī)粗軋工作輥當(dāng)中的軋輥的主要品種。在軋輥過程當(dāng)中所用的高鉻鋼鑄態(tài)組織基本上都是網(wǎng)狀的原始共晶碳化物和奧氏體。隨著碳的含量不斷增加，在進(jìn)行凝固的過程當(dāng)中，在高鉻鋼組織當(dāng)中就很容易會(huì)出現(xiàn)比較粗大的原始網(wǎng)狀的碳化物，這樣對(duì)于軋輥的性能是非常不利的。所以，為了能夠有效地提高它的力學(xué)性能，就需要改變共晶碳化物的分布和形態(tài)。

1 進(jìn)行試驗(yàn)的具體方法

在進(jìn)行試驗(yàn)之前首先應(yīng)該要進(jìn)行配料，在進(jìn)行配料的時(shí)候主要采用的就是廢鋼、鎳、高碳鉻鐵以及釩鐵等，而在進(jìn)行熔煉的時(shí)候主要是在中頻的感應(yīng)電爐當(dāng)中，而在進(jìn)行終脫氧、扒渣以及出鋼的時(shí)候，鋼液的溫度應(yīng)該要達(dá)到1 520℃，然后再把這些配料澆筑成為Y形狀的試樣。在澆筑Y形狀的試樣時(shí)，溫度應(yīng)該要保持在1 450℃到1 470℃之間，在爐前澆包內(nèi)就應(yīng)該要加入變質(zhì)劑。那么進(jìn)行試驗(yàn)所用的鋼化學(xué)成為主要就如下圖所示。

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試樣在進(jìn)行熱處理工藝的時(shí)候主要是在高溫箱式的電阻爐當(dāng)中完成的，而在進(jìn)行熱處理工藝的主要分成下面這樣三種不同的方式：第一種處理的方式就是1 050℃×1小時(shí)水冷、固溶然后在加上750℃×5小時(shí)的球化處理；第二種處理的方式就是1 200℃×1小時(shí)水冷、固溶然后在加上750℃×5小時(shí)的球化處理；第三種處理的方式就是1 300℃×1小時(shí)水冷、固溶。

2 試驗(yàn)的最終結(jié)果以及對(duì)結(jié)果的分析

（1）在對(duì)試樣進(jìn)行第一種方法的熱處理工藝之后，試樣組織當(dāng)中的碳化物的斷開處就比較的圓滑，很少會(huì)出現(xiàn)尖角，但是整體的斷開也不是很明顯，在組織的晶內(nèi)所彌散析出的二次碳化物則是比較均勻的分布，同時(shí)在組織基體內(nèi)的白色奧氏體也已經(jīng)轉(zhuǎn)變成為了黑色的珠光體。在采用第二種熱處理工藝的方法之后，試樣組織當(dāng)中的共晶碳化物則斷開的比較的明顯，形態(tài)也得到了一定的改善，碳化物的形狀也從之前的網(wǎng)狀轉(zhuǎn)變成為了塊狀和桿狀，而且在晶內(nèi)也析出了非常多的彌散二次碳化物。在采用第三種熱處理工藝方法之后，試樣組織當(dāng)中的共晶碳化物已經(jīng)完全的斷開，但是晶粒卻比較的粗大。所以經(jīng)過三種試驗(yàn)的方法比較之后可以發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行固溶處理的時(shí)候，最合適的溫度應(yīng)該是1 200℃，如果溫度太低，就不能夠很好地使得網(wǎng)狀的共晶碳化物徹底地?cái)嚅_，而如果溫度太高的話，晶粒就會(huì)比較地粗大，從而使得高碳高鉻鋼的綜合性能降低。

（2）在經(jīng)過固溶和球化處理之后，能夠使得高鉻鋼的顯微組織中的原始碳化物的分布、大小以及形態(tài)得到明顯的改善。經(jīng)過固溶和球化的處理，不僅僅可以增加融入鋼當(dāng)中的合金元素，在經(jīng)過淬火和回火之后還能夠產(chǎn)生足夠多的二次硬化的效應(yīng)，能夠充分的強(qiáng)化基體；同時(shí)在經(jīng)過固溶和球化的處理之后，還可以使得鋼中的組織變得更加的均勻，這樣就會(huì)使得鋼的綜合性能得到比較明顯的提升，特別是鋼的韌性。下表就是在經(jīng)過熱處理工藝之后，對(duì)鋼力學(xué)性能的影響。

表2 熱處理后對(duì)性能影響

從上面的表中可以發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)過變質(zhì)試驗(yàn)之后，鋼在鑄態(tài)時(shí)候的硬度是HRC41.2,。在采用第一種熱處理工藝的方法之后，試驗(yàn)鋼的硬度則提升了很多，達(dá)到了HRC54.5。主要的原因就是因?yàn)樵诮?jīng)過了高溫的固溶處理之后，試驗(yàn)鋼基體內(nèi)的合金元素就分布得更加均勻，而在進(jìn)行球化處理的過程當(dāng)中，合金元素就會(huì)在試驗(yàn)鋼的基體內(nèi)形成顆粒狀的碳化物，這樣就可以明顯地提高試驗(yàn)鋼的硬度。而在經(jīng)過第二種熱處理工藝的方法之后，試驗(yàn)鋼的硬度則達(dá)到了HRC53.9，所以當(dāng)固溶的溫度達(dá)到了1 050℃之后，那么再提高固溶的溫度，對(duì)于鋼的硬度沒有很大的影響。

3 結(jié)語

在經(jīng)過固溶和球化的熱處理工藝之后，組織內(nèi)的一些殘余的奧氏體被分解得比較完全，從而轉(zhuǎn)變成為了粒狀珠光體的碳化物。在經(jīng)過高溫固溶處理之后，對(duì)于共晶碳化物的形態(tài)會(huì)有比較大的影響。當(dāng)提高固溶處理溫度的時(shí)候，共晶碳化物的形態(tài)就會(huì)從連續(xù)的網(wǎng)狀轉(zhuǎn)變成為塊狀和桿狀，這樣就會(huì)提高材料的沖擊韌性，而且在經(jīng)過球化處理之后，就會(huì)使得基體內(nèi)析出比較多的二次碳化物，那么材料的硬度也就會(huì)相應(yīng)地提高。

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